平成26年度光・量子融合連携研究開発プログラム-小型高輝度Ｘ線源イメージング基盤技術開発計画と第7回全体会議報告。日本大学理工学部船橋校舎　テクノプレース15 2階　小会議室加速器研究機構　浦川順治 2014.7.1 「光・量子融合連携研究開発プログラム」の英語名称は Photon and Quantum Basic Research Coordinated Development Program u  小型高輝度X線源イメージング基盤技術開発 Fundamental Technology Development for High Brightness X-ray Source and the Imaging by Compact Accelerator u  u  文部科学省委託事業 Application of advanced laser and accelerator technology for our life. 1 小型加速器による小型高輝度Ｘ線源とイメージング基盤技術開発全体計画と研究開発目的小型高輝度Ｘ線源(Peak Brightness 1019) 数keVから100keV X線領域エネルギー可変光源基盤技術開発 1. マルチアルカリカソード、 X-ray利用: 2. クライオ光陰極高周波超伝導加速空洞イメージング電子銃、技術開発等 3. ERL技術 (1MW電子ビーム・エネルギー回収)、小型ERL 4. 大強度レーザー蓄積 35～50MeV (1MWレーザー蓄積)、 5. 10µmビーム衝突技術、 6. X線イメージング法、 ICS(逆コンプトン散乱) 7. 4K 325MHz spoke超伝導パルスレーザー蓄積空洞開発、 2 光共振器、衝突点 cERL実験準備状況： 10psec pulse duration, 162.5MHz mode-lock laser, 45W: ready 81.25 (162.5) MHz mode-lock laser, 100W 2psec pulse duration :preparing Mover table will be ordered soon. From Jan. to March 2015, Experiment for inverse Compton X-ray generation is scheduled at cERL. 3 Background Study at cERL: 電子ビームエネルギーが25MeVになる可能性あり。しかし、電流値 100µAが上限値。 4 LUCX施設(30MeV) 改造終了、1MWパルスレーザー蓄積技術、 357MHz～10µm衝突技術、 X線イメージング技術等の開発(2013-2019)。 Beam loading compensation実験を9月から開始する。 9月からマルチバンチ電子ビーム： 1000 bunches/pulse, energy spread <0.1% 30MeV 電子ビーム運転へ。 10月か11月、X-ray生成実験。 Imaging取得へ。 12月、秋葉原でシンポジューム。 5 ビーム制御 Energy Intensity Waist size(1σ) Pulse length Energy Intensity Number of bunch Beam size at the collision point (1σ) Bunch length Bunch spacing 30MeV 0.4nC/ bunch 1000 1.17eV(10 64nm) 8mJ/pulse 55µm ×25µm 7ps 30MeV 500 bunches/pulse 達成 To advanced beam loading compensation 33µm ×33µm 10ps 2.8ns Brightness 1012 Photons/sec/mm2/mrad2 in 0.1%b.w. Photon flux more than 108 per second 必要なＸ線照射時間数秒 107　109 X-rayフラックス実現へ！ 6 3m accelerating tube 12cell booster 補強等により剛性を上げる。ミラー位置フィードバックの冗長性を考慮する（ピエゾ追加か？）。 1.6cell RF-gun 3.6cell RF-gun 逆周回レーザーを使った共鳴制御によって、Burst Amp増幅により10kW入射が可能になった(~200W入射実現)。 DC運転では入射レーザーパワーは100W から200Wが最近の目標になっている。 7 最近のATF2成果 8 逆コンプトン散乱による高輝度X線発生施設装置サイズ６ｘ８ｍへ～８ｍ市場調査に基づいて、 2016年度から実用的小型加速器による～１２ｍ高輝度X線源全体設計を開始する。小型常伝導線形電子加速器による高輝度Ｘ線発生装置 12月、光・量子融合連携研究開発プログラムシンポジューム秋葉原 2k冷凍から4k冷凍で運転可能な超伝導空洞開発によって小型化を実現（基盤技術開発後に導入）。